CN102494533B - 一种采用蓄热燃烧技术的横火焰单元窑结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采用蓄热燃烧技术的横火焰单元窑结构，在窑炉的左右两侧布置有独立的蓄热室，在窑炉的助燃风喷口下面布置有喷火口，燃烧器火焰采用横火焰布置。在窑炉运行时，采用间隔燃烧，当右侧的燃烧器运行时，左侧的蓄热室进行蓄热，当达到蓄热要求时，左侧的燃烧器开始运行，右侧的燃烧器停止运行，从鼓风机吹进的助燃空气流过蓄热室，而吸收蓄热室内部的热量，这样左、右两侧的燃烧器间隔换向燃烧，同时右、左两侧的蓄热室间隔进行蓄热，从而形成一种蓄热燃烧的横火焰单元窑结构。该结构能够提高窑炉内部温度场的均匀性，提高冶金辅料的生产品质。同时，该结构可以对窑炉燃烧后的烟气余热进行有效利用，从而节约能源。

Description

一种采用蓄热燃烧技术的横火焰单元窑结构

所属技术领域

本发明涉及一种采用蓄热燃烧技术的横火焰单元窑结构，尤其是一种属于蓄热燃烧技术领域，主要应用在横火焰冶金辅料池窑等间隔换向燃烧加热的窑炉结构。

背景技术

冶金辅料是目前生产高品质的钢材所必须的原料，高品质的冶金辅料能够提高钢材的品质，而生产高品质冶金辅料则必须依赖于性能优秀的窑炉。窑炉内部的温度场对于冶金辅料的生产具有决定性，同时窑炉目前是仅次于锅炉的第二大耗能行业，近年来，随着国家节能环保相关法律法规的出台，以及燃料价格的不断上涨，燃料燃烧后烟气的余热吸收与利用得到相关企业的不断重视，希望能够尽可能的把烟气中的余热利用起来。

目前国内冶金辅料的生产也采用不同类型的窑炉，但是从目前应用的情况来看，不同类型的窑炉，均具有各种各样的不足之处。如，因其内部温度场并不均匀、燃烧不充分，而导致生产的冶金辅料的品质不高；因窑炉燃烧后的烟气余热得不到有效利用，从而导致能耗的增加，从而造成成本的增加；因窑炉大碹的受热膨胀而产生的变形，进而影响整个窑炉的安全稳定运行。所以，如果能够把窑炉大碹因为受热而产生的变形进行有效控制，就能够提高窑炉的运行寿命与稳定性；如果能够提高蓄热室的空气出口温度，同时尽可能的减小烟气余热吸收过程中的流程阻力就能节能降耗。

但是，目前的窑炉碹顶结构都不够安全牢固；目前的蓄热室格子砖结构蓄热能力不是很强。虽然，国内也有部分正在开发与应用的蓄热格子砖结构，但是从目前应用的情况来看，提高蓄热面积就会不同程度的增加烟气的流程阻力，就会增加窑炉的引风机功率，间接造成成本的增加。

基于上述情况。本申请旨在提出一种采用蓄热燃烧技术的横火焰单元窑结构，其内部特殊的低阻格子砖结构、碹顶结构、燃烧结构等能从根本上解决蓄热能力差、燃烧不充分、结构不牢固等问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够提高窑炉内部的温度场均匀性的窑炉结构，以提高冶金辅料的生产品质，同时，该窑炉结构可以对窑炉燃烧后的烟气余热进行有效利用，从而降低燃料的消耗。

本发明的另一目的在于，提供一种安全牢固的碹顶结构以提高窑炉碹顶运行时的安全性，以解决现有技术中的窑炉由于碹顶变形而影响整个窑炉运行的稳定性及减少寿命周期的问题。

本发明的另一目的在于，提供一种高效率的窑炉的窑池熔化部结构以解决现有窑炉结构中由于加料口设计不合理而产生的加料慢、易堵塞、加料不均匀，测温辐射孔设计不合理产生的测温不准确等问题；由于出料口设计不合理而导致的维修保养耗时长等问题。

本发明的另一目的在于，提供一种高蓄热率的窑炉蓄热室结构以解决现有窑炉结构中由于设计不合理而产生的能耗高、热量损失大、使用寿命短等问题。

本发明的另一目的在于，提供一种能够提高蓄热面积，提高蓄热室的需要加热空气出口温度，同时降低烟气阻力的八角筒形格子砖(或正六边形格子砖)结构以解决现有格子砖提高蓄热面积与减少烟气流程阻力二者不能兼顾以及成本高等问题。

本发明的另一目的在于，提供一种密封性好、余热能够得到有效利用的烟道结构以解决现有窑炉烟道结构中由于设计不合理而产生的环境污染、余热损失、使用寿命短等问题。

本发明的技术方案是这样实现的，该采用蓄热燃烧技术的横火焰单元窑结构，在窑炉的左右两侧布置有独立的蓄热室，在窑炉的助燃风喷口下面布置有喷火口(燃烧器喷口)，燃烧器火焰采用横火焰布置，在窑炉运行时，采用间隔燃烧，当右侧的燃烧器喷火口(喷嘴)运行时，左侧的蓄热室进行蓄热，当达到蓄热要求时，左侧的燃烧器喷火口开始运行，右侧的燃烧器停止运行，从鼓风机吹进的助燃空气流过蓄热室，而吸收蓄热室内部的热量，这样左、右两侧的燃烧器间隔换向燃烧，同时右、左两侧的蓄热室间隔进行蓄热，从而形成一种蓄热燃烧的横火焰单元窑结构。

具体来说，本发明采用蓄热燃烧技术的横火焰单元窑结构，主要包括熔化部结构、蓄热室、燃烧结构、烟道结构，在熔化部结构两侧独立对称布置的多个蓄热室，熔化部结构与蓄热室之间通过燃烧结构连接，烟道结构分别与蓄热室连接。

熔化部结构由底部的池底、池底两侧的正面侧墙、背面侧墙、横跨在侧墙两端的窑炉大碹构成窑池，其中的侧墙又包括下方的池壁，和池壁之上的胸墙；在两侧的侧墙上还设置有多个加料口、出料口、辐射孔。

所述熔化部结构中池底包括板砖层、池底镁铬砖层，板砖层位于池底的底层，池底镁铬砖层位于池底的上层，在池底镁铬砖层与板砖层外均由第一槽钢箍牢，形成板砖，杜绝漏料；第一槽钢通过设置在池底两侧的第一立柱上的第一调节螺杆按镁铬砖的膨胀情况进行调节；在池底预留有膨胀缝，该膨胀缝设置在池壁下方与池底相接的位置，以杜绝池底结构开裂漏料。

池壁由池壁镁铬砖砌成，池壁设置在池底两侧，池壁上方可以设置胸墙，池壁外箍有第二槽钢，第二槽钢通过设置在池壁两侧的第二立柱上的第二调节螺杆根据膨胀情况进行调节；在池壁上预留有多道池壁纵向膨胀缝和池壁横向膨胀缝，以杜绝池壁开裂漏料，优选地，池壁纵向膨胀缝设置三道，池壁横向膨胀缝设置两道。

胸墙由镁铬砖砌成，置在池壁之上，自池壁内边向外挑，形成一胸墙外挑距离，这种设置有效增大了窑炉内部宽度，提高了燃烧效率，加大了火焰覆盖面积，便于配合料熔化；在胸墙上预留有多道胸墙纵向膨胀缝和胸墙横向膨胀缝。优选地，胸墙纵向膨胀缝设置三道，胸墙横向膨胀缝设置两道。

窑炉大碹是一个圆弧形结构，为1／6碹，设置在两端大碹护脚砖的上方；大碹护脚砖是凸台结构，设置在胸墙顶端；大碹脚砖(形状为楔形)是一块正好能够把窑炉大碹与大碹护脚砖之间的空间进行固定的部件，大碹脚砖楔入窑炉大碹与大碹护脚砖之间的空间，大碹脚砖外侧扣有第三槽钢，第三槽钢通过设置在第三立柱上的第三调节螺杆支撑并调节，又被牛腿钢托牢在第三立柱上，第三调节螺杆的前端与大碹脚砖第三槽钢的外侧相接触。

此外，大碹护脚砖具有支座圆弧面、支座平台面、支座底面三个主要面，其中支座圆弧面位于胸墙内侧，支座平台面位于胸墙外侧；支座圆弧面高出支座平台面一定距离，高出部分的侧面形成支座凸台立面；支座圆弧面与窑炉大碹两端的下底面相贴合，大碹脚砖的底面承载在支座平台面上；其中，支座圆弧面与窑炉大碹的下底面弧度相同，且与两端的下底面相贴合，由于此支座圆弧面与窑炉大碹的底面圆弧正好重合在一起，可以确保热烟气不能流出。

同时，大碹脚砖楔入窑炉大碹与大碹护脚砖之间的部分具有一楔形块末端，该楔形块末端的高度与所接触的支座凸台立面的高度相同，即当大碹脚砖楔入窑炉大碹与大碹护脚砖之间的空间时可以完全吻合，进一步确保热烟气不能流出；从结构稳定性的角度考虑，楔形块末端通常位于支座底面的支座底面中线的内侧，即更靠近炉壁内侧。大碹脚砖形状为楔形，角度为53°，受大碹护脚砖保护，不接触火焰；大碹护脚砖形状特异，可以完整地保护大碹脚砖。

在正面侧墙中间设置有一个出料口，出料口两边各均匀设置N个加料口，背面侧墙均匀设置有2N+1个加料口，N为小于8的正整数。N为正整数，考虑到火焰温度与强度，加料口的数量不宜太多，N通常取小于8的正整数。

通常情况下，辐射孔的位置设置在正面侧墙或背面侧墙的中部或两侧，且正面侧墙或背面侧墙上的辐射孔的数量相等或者相差一个。

优选地，在正面侧墙中间设置有一个出料口，出料口两边各均匀设置3个加料口，背面侧墙均匀设置有7个加料口，共计13个加料口，在正面侧墙的一端设置一个辐射孔，在背面侧墙的中部和与正面侧墙设置辐射孔的一端相对的另一端分别设置一个辐射孔，共计3个辐射孔。

本发明的加料口呈长方形，且具有一下料斜坡，该下料斜坡具有一下料斜坡夹角a，下料斜坡夹角a的范围是20°～25°角，优选为21°，这样便于料的下滑流动，缩短了下料时间，同时，避免了料的阻塞。

在本发明的出料口上方横跨有出料口碹，类似于窑炉大碹，这样的结构设置便于对出料口的内部结构进行维护，又不必拆掉出料口碹，可以减少投入，降低维护成本。

本发明的蓄热室结构为长方体形，该蓄热室结构主要包括顶部的蓄热室碹结构，中部的格子砖结构，底部承受格子砖的条碹结构，以及设置在前后墙上的蓄热室观察孔、蓄热室清灰孔和检查门。

蓄热室碹结构包括设置在蓄热室碹两端的蓄热室碹脚砖和设置在蓄热室碹上部的蓄热室碹顶保温层，以减少碹顶散热；在蓄热室碹脚砖外部设置有通过第四调节螺杆调节的蓄热室碹脚钢；蓄热室碹为1／7.5碹，蓄热室碹脚砖是60°。

多个便于观察小炉情况的蓄热室观察孔和便于清除格子体堵灰的蓄热室清灰孔设置在蓄热室的后墙上。蓄热室墙体结构由内至外依次是蓄热室镁铬砖层、蓄热室保温砖层和蓄热室硅钙板层，形成复合保温的墙体结构有利于减少散热，同时，在蓄热室镁铬砖层部分留有膨胀缝。

蓄热室中部的格子砖结构包括由八角筒形格子砖或正六边形格子砖构成的多层砖体结构，由上至下分别是镁铬-12格子砖层、镁-92格子砖层、高铝格子砖层、粘土格子砖层。

蓄热室底部承受格子砖的条碹结构中的条碹是半圆碹。

多个便于格子体摆砌或更换的检查门设置在蓄热室的前墙上。在顶部的蓄热室碹结构两侧设置有两道便于点火膨胀的蓄热室膨胀缝，在第四立柱的高度方向上设两道由第四调节螺杆调节的便于蓄热室形成一整体的第四槽钢。另外，蓄热室内的平碹与燃烧结构中的斜碹相连接。

所述的八角筒形格子砖间隔布置，形成四方连续的砖体结构，每块八角筒形格子砖的外形由正反两面各四条等长的长边及四条等长的斜角边间隔围成对称的八角外形(为了增加砖体结构的稳定性，本发明中八角筒形格子砖的长边长度通常大于斜角边长度，看起来整个砖体就像是在正方形砖体上去掉四个角从而构成八角形的砖体结构)，每块八角筒形格子砖通过斜角边构成的面分别与四块八角筒形格子砖紧密连接；每块八角筒形格子砖中间具有一空腔，该空腔可以是八角筒形空腔、正方形空腔、带倒角的正方形空腔或圆形空腔中的一种，优选为八角筒形空腔；每块八角筒形格子砖的正反两面各在垂直于4条长边的位置居中设置两条等间距的凹槽，共计16条凹槽；凹槽的截面形状为半圆形或半个正方形，这样在砌成的砖结构中就会呈现圆筒形空腔或正方形空腔。

与八角筒形格子砖的结构及布置方式类似，正六边形格子砖也是间隔布置，形成四方连续的蜂窝状砖体结构，每块正六边形格子砖通过六个侧面分别与六块正六边形格子砖紧密连接；每块正六边形格子砖中间具有一空腔，该空腔可以是正六边形空腔、正方形空腔、带倒角的正六边形空腔、带倒角的正方形空腔或圆形空腔中的一种，优选为正六边形空腔；每块正六边形格子砖的正反两面垂直于六条外边的位置居中设置两条等间距的凹槽，共计24条凹槽；凹槽的截面形状为半圆形或半个正方形。

在八角筒形格子砖的侧面上也可以居中等间距纵向设置有两个通孔，并且这些孔的形状为正方形或圆形，因此在使用时也能形成圆筒形空腔或正方形空腔，但是这种设置通孔的方式虽然有其一定的优越性，相比之下较之设置凹槽的方式在生产过程中会增加压砖的工艺，实际生产时一般不予采用。

通过八角筒形格子砖或正六边形格子砖的使用，使得蓄热室具有足够的蓄热能力和很好的流通截面积。

燃烧结构内部整体形状呈三角形，外部整体形状呈直角梯形(含外，部支撑结构时)，该燃烧结构包括有喷火口碹、喷火口、喷嘴、斜碹、底板；喷火口碹与斜碹连接，(斜碹与蓄热室内的平碹相连接)，底板设置在斜碹下方，底板与斜碹之间的空腔构成助燃风喷口，喷火口设置在底板靠近喷火口碹的一端，喷火口上设置有多个喷嘴，且至少其中之一为氧气助燃喷嘴，喷射燃料可以是天然气，也可以是重油、柴油、煤气发生气等燃料；该燃烧结构的侧墙上设置有1个或多个燃烧结构检查口。

其中，斜碹具有一斜碹下倾角b，底板具有一底板下倾角c，斜碹下倾角b的范围是20°～30°，优选为25°，底板下倾角c的范围是10°～15°，优选为11°。喷嘴距离喷火口碹的横向距离为0.5m～2m，优选为1m，此距离有利于天然气与二次空气充分混合，同时析出碳粒，增大火焰辐射强度；喷嘴设计成喇叭型，以利火焰扩展，喷嘴的数量优选为3个，且均为氧气助燃喷嘴，以增大火焰覆盖面积；此外，喷嘴处采用钢结构，结构严谨，便于喷嘴砖更换。

此外，在该燃烧结构的侧墙上设置有1个或多个燃烧结构检查口，燃烧结构检查口的数量优选为2个，以便于清灰；在该燃烧结构的斜碹与蓄热室连接的位置预留有燃烧结构膨胀缝。

在喷火口碹的两端设置有喷火口碹脚砖，在喷火口碹脚砖、斜碹的碹脚砖外部设置均有碹脚钢，碹脚钢通过设置在燃烧结构两侧墙外的第五立柱上的第五调节螺杆进行调节。喷火口碹脚砖的角度为60°，第五立柱优选为三根。

本发明的烟道结构中的烟道(总称)主要由总烟道和两个蓄热室烟道构成，还包括有闸板交换器、烟道清灰孔、布袋除尘器、余热锅炉、烟囱，每个蓄热室烟道一端连接蓄热室，另一端连接至总烟道；闸板交换器安装在各蓄热室烟道之间；烟道上设置有多个烟道清灰孔；在总烟道上还依次设置有布袋除尘器、余热锅炉，烟道最后连接烟囱。

本发明的窑炉烟道结构将两个对称设置的蓄热室中的蓄热室烟道汇总至总烟道，并通过安装在各蓄热室烟道之间合适位置的闸板交换器进行控制(闸板交换器安装在烟道的合适位置，闸板交换器自动控制二次空气及废气在一定时间里交替进出蓄热室)，其中闸板交换器的两个闸板由铸铁铸成，耐高温，不易损坏；闸板交换器上还装有带调频装置的二次风鼓风机，可以自动调频，控制合适的二次空气量进行燃烧，节约能源。

此外，该烟道结构中还包括有多个烟道清灰孔，以保证烟道畅通；总烟道内的烟气首先经过布袋除尘器进行除尘，然后进入余热锅炉回收热量(通常情况下设置一台余热锅炉即可)，利用余热产生的蒸汽用于北方取暖和职工洗浴等；最后，烟气通过烟囱进行高空排放，有利于环境净化，此时，可以在烟囱前安装一台自动调频引风机，以调节池窑内的窑压及废气排放速度。

烟道的烟道墙内层是粘土砖层，并抹有耐火泥，外层是红砖层，这样既保证了墙体气密性，又能实现保温。在所述烟道结构外可以还设置多个支撑重量的第六立柱。

本发明的有益效果是：

(1)该窑炉结构形式使燃料燃烧产生的火焰与内部的冶金辅料得到有效热交换，增强了换热效果，保证了窑炉内部温度场的均匀性，同时两侧对称设置的蓄热室结构，使烟气中的热量得到有效利用，从而降低了燃料的消耗。

(2)由于该窑炉形式是单元结构形式，内部形成一个单元空间结构，这样可以充分利用窑炉内部的单元空间，使得冶金辅料的熔化得到有效保证。

(3)本发明采用在窑炉的左右两侧布置有独立的蓄热室，在窑炉的助燃风口下面布置有燃烧器喷口，燃烧器火焰采用横火焰布置，这样燃烧火焰与窑炉内部的冶金辅料得到有效热交换，增强了换热效果，保证了窑炉内部温度场的均匀性。

(4)本发明在窑炉运行时，采用间隔燃烧，当右侧喷枪运行时，左侧的蓄热室进行蓄热，当达到蓄热要求时，左侧的燃烧器开始运行，右侧的燃烧器停止运行，这样能够使烟气中的热量得到有效利用，从而降低了燃料的消耗。

(5)本发明对于窑炉的燃烧燃料具有很强的适应性，能够广泛应用于天然气、重油、柴油、煤气发生气等燃料。

(6)本发明的窑炉大碹是圆弧形结构，支座是一个前面是平面，后面是圆弧形的结构，此圆弧与窑炉大碹的圆弧正好重合在一起，且窑炉大碹与支座采用同样类型的耐火材料。这样保证了窑炉大碹与支座受热膨胀的一致性，同时使热烟气不能流出。

(7)本发明采用的楔形块是一块正好能够把窑炉大碹与支座之间的空间进行固定的部件，同时，楔形块后面设有立柱，立柱上设有可以调整长度的螺杆，螺杆前面与楔形块后面重合。这样当窑炉大碹因为受热而产生膨胀时，通过调整立柱螺杆的长度，可以使窑炉的碹顶能够得到有效固定，成为一种安全牢固的碹顶。

(8)本发明的窑炉碹顶结构中，由于碹顶与护脚砖之间采用类似于模块化的方式来安装，并通过楔形脚砖来固定，便于对整个窑炉的维修保养(可以对不同模块进行拆卸或更换)。同时，大碹结构可架空在立柱上(设置在出料口上方的碹结与窑炉大碹结构类似)，这样的结构便于池壁、池底冷修，又不必拆掉大碹，可以减少投入，降低窑炉的维护成本。同时，本发明的窑炉碹顶结构具有很强的适应性，能够广泛应用于不同的窑炉上面。

(9)本发明熔化部结构中均匀设置的多个加料口不但可以提高加料速度，还可以使料粉在熔化池内分布均匀；均匀间隔布置的多个辐射孔可以准确检测并反映窑炉内部的温度，以便对窑炉温度进行控制。

(10)预留的膨胀缝可有效杜绝窑炉胸墙的漏料现象，减少了生产损耗，提高了生产效能；胸墙自池壁内边向外设计的外挑结构有效增大了内部宽度、加大了火焰覆盖面积、便于配合料熔化，提高了燃烧效率。

(11)本发明的窑炉运行时，采用与加料口大小吻合的加料机进行密封加料，避免了加料过程中的粉尘污染；采用21°角的下料斜坡，便于料的下滑流动。

(12)通过设置碹顶保温层及复合墙体保温结构，有效减少了蓄热室的散热；检查门、观察孔、清灰孔的设置便于对蓄热室进行状态监控和维修；膨胀缝的预留以及外部箍钢的使用提高了蓄热室的整体结构强度，延长了其使用寿命。

(13)本发明的八角筒形格子砖，内部也呈八角筒形结构，使用时通过格子砖呈的间隔布置可以充分利用格子砖内外表面的面积，增加了格子砖与烟气的接触换热面积，使烟气中的余热能够得到充分吸收。

(14)本发明的八角筒形格子砖结构采用每两块格子砖通过格子砖外八角中的一个斜角紧密连接，使格子砖能够得到充分固定，使整个蓄热格子砖能够成为一个整体结构，保证格子砖不发生坍塌等事故，适合高大格子体。

(15)本发明的格子砖采用筒形结构，烟气能够从格子砖内部八角筒形空间和格子砖间隔外部的正方形筒形空间或圆形筒形空间流通，使烟气中的余热能够得到充分吸收的同时，降低了烟气的流通阻力。

(16)本发明的格子砖采用八角筒形结构，由于每块砖都是对称的结构，施工方便，不会造成施工错差。

(17)燃烧结构中的斜碹与底板均设置了下倾角，且喷嘴距离喷火口碹有一横向距离，有利于天然气与二次空气充分混合，同时析出碳粒，增大火焰辐射强度；同时，喷嘴设计成喇叭型，利于火焰扩展；氧气助燃的使用也提高了燃烧效率；燃烧结构检查口的设置也便于清灰，延长使用寿命；碹结构可架空在第五立柱上，这样的结构便于内部冷修，又不必拆掉碹，可以减少投入。

(18)本发明的烟道结构气密性好、保温能力强；带调频装置的二次鼓风机可以良好地控制合适的二次空气量进行燃烧，节约能源；设置的多个清灰孔可以保证烟道的畅通；设置的余热锅炉可以合理地利用余热，实现废气利用；烟囱前安装的自动调频引风机可以调节池窑内的窑压及废气排放速度，延长了窑炉使用寿命。

(19)本发明的整个结构多处采用镁铬砖材料、其他耐火材料、高强度槽钢等，牢固耐用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的单元窑结构示意图

图1-1是图1中熔化部结构放大图

图1-1-1是图1-1中池底结构的剖面结构放大图

图1-2-1是图1-1中池壁放大图

图1-2-2是图1-2-1中侧墙结构的剖面结构放大图

图1-3-1是图1-1中胸墙放大图

图1-4-1是图1-1中窑炉大碹的剖面结构放大图

图1-4-2是图1-4-1中大碹脚砖的放大图

图1-4-3是图1-4-1中大碹护脚砖的放大图

图1-A是图1-1中熔化部的正面结构放大图(出料口未示出)

图1-B是图1-1中熔化部的俯视结构放大图(出料口未示出)

图1-5-1是图1-1中加料口的正面放大图

图1-5-2是图1-1中加料口的侧面放大图

图1-5-3是图1-1中加料口的俯视放大图

图1-6-1是图1-1中出料口的结构放大图

图2-1是图1中蓄热室的碹顶结构示意图

图2-1-1是图2-1中蓄热室碹脚砖的放大图

图2-2是图1中蓄热室的后墙结构示意图

图2-3-1是图1中蓄热室的内部格子体采用八角筒形格子砖的横向结构示意图

图2-3-2是图1中蓄热室的内部格子体的纵向结构示意图

图2-3-3是图1中蓄热室的内部格子体采用正六边形格子砖的横向结构示意图

图2-4-1是图2-3-1中的八角筒形格子砖单体结构示意图

图2-4-2是图2-3-3中的正六边形格子砖单体结构示意图

图2-4-3是图2-4-1中的八角筒形格子砖单体(开半圆形槽)侧视图

图2-4-4是图2-4-3中示意的格子砖(开半圆形槽)使用状态示意图

图2-4-5是图2-4-1中的八角筒形格子砖单体(开半正方形槽)侧视图

图2-4-6是图2-4-1中的八角筒形格子砖单体(开圆形孔)侧视图

图2-5是图1中蓄热室的下部放大图

图2-5-1是图2-5的内部结构图

图2-6是图1中蓄热室(前墙)的放大图

图3-1是图1中窑炉的燃烧结构放大图

图3-1-1是图3-1中的喷嘴整体结构放大图

图3-1-2是图3-1-2中的喷嘴单体结构图

图3-1-3是图3-1-2中的喷嘴的侧视图

图3-2是图3-1的侧视图

图3-2-1是图3-2中的碹脚砖结构图

图4-1是烟道断面结构图

图4-2是安装了闸板交换器的烟道结构图

图4-3是闸板交换器工作原理图

图4-4是烟道整体结构示意图

图4-5是余热锅炉结构图

图4-6是图4-5的侧面图

图中

1熔化部结构      123池壁纵向膨胀缝

2蓄热室          124第二立柱

3燃烧结构        125第二调节螺杆

4烟道结构        131胸墙外挑距离

11池底           132胸墙纵向膨胀缝

12池壁           141大碹护脚砖

13胸墙           142支座圆弧面

14窑炉大碹       143支座平台面

15加料口         144支座底面

16出料口         145支座底面中线

17辐射孔         146支座凸台立面

18正面侧墙       147大碹脚砖

19背面侧墙       148楔形块末端

111板砖层        149第三立柱

112池底镁铬砖层  1410第三调节螺杆

113第一立柱      1411第三槽钢

114第一调节螺杆  1412牛腿刚

115第一槽钢      151下料斜坡

121池壁镁铬砖    152下料斜坡夹角a

122第二槽钢      161出料口碹

211蓄热室碹             253第四立柱

212蓄热室碹脚砖         254第四槽钢

213蓄热室碹顶保温层     255平碹

214蓄热室碹脚钢         30助燃风喷口

215第四调节螺杆         31喷火口碹

221蓄热室观察孔         32喷火口

222蓄热室清灰孔         33喷嘴

223蓄热室镁铬砖层       34斜碹

224蓄热室保温砖层       341斜碹下倾角b

225蓄热室硅钙板层       35底板

231镁铬-12格子砖层      351底板下倾角c

232镁-92格子砖层        36燃烧结构检查口

233高铝格子砖层         37燃烧结构膨胀缝

234粘土格子砖层         38喷火口碹脚砖

235八角筒形格子砖       39第五槽钢

236八角筒形空腔         310第五立柱

237凹槽                 311第五调节螺杆

238正六边形格子砖       41烟道(总称)

239正六边形空腔         411粘土砖

241条碹                 412红砖

251检查门               420闸板交换器

252蓄热室膨胀缝         421闸板

422总烟道      432布袋除尘器

423蓄热室烟道  433第六立柱

431烟道清灰孔  441余热锅炉

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的优选实施例。在此之前需要说明的是，本说明书及权利要求书中所使用的术语或词语不能限定解释为通常的含义或辞典中的含义，而应当立足于为了以最佳方式说明其发明发明人可以对术语的概念进行适当定义的原则解释为符合本发明技术思想的含义和概念。随之，本说明书所记载的实施例和附图中表示的结构只是本发明最佳实施例之一，并不能完全代表本发明的技术思想，因此应该理解到对于本发明而言可能会存在能够进行替换的各种等同物和变形例。

如图1所示，本发明采用蓄热燃烧技术的横火焰单元窑结构，主要包括熔化部结构1、蓄热室2、燃烧结构3、烟道结构4，在熔化部结构1两侧独立对称布置的多个蓄热室2(本发明中采用的时左右各一个蓄热室的实施方式，根据需要也可以将左右的蓄热室数量设置为：左右各两个、各四个、各八个等，其原理类似，此处不再赘述)，熔化部结构1与蓄热室2之间通过燃烧结构3连接，烟道结构4分别与蓄热室2连接(本发明的烟道结构位于蓄热室背面的适当位置，其连接关系根据实际需要进行设计，此处只对其自身结构进行说明)。

如图1-1、图1-1-1、图1-B所示，熔化部结构1由底部的池底11、池底11两侧的正面侧墙18、背面侧墙19、横跨在侧墙两端的窑炉大碹14构成窑池，其中的侧墙又包括下方的池壁12，和池壁12之上的胸墙13；在两侧的侧墙上还设置有多个加料口15、出料口16、辐射孔17；

所述熔化部结构1中池底11包括板砖层111、池底镁铬砖层112，板砖层111位于池底11的底层，池底镁铬砖层112位于池底11的上层，在池底镁铬砖层112与板砖层111外均由第一槽钢115箍牢，形成板砖，杜绝漏料；第一槽钢115通过设置在池底11两侧的第一立柱113上的第一调节螺杆114按镁铬砖的膨胀情况进行调节；在池底11预留有膨胀缝，该膨胀缝设置在池壁12下方与池底11相接的位置(图中未示出)，以杜绝池底结构开裂漏料。

如图1-1、图1-2-1、图1-2-2所示，池壁12由池壁镁铬砖121砌成，池壁12设置在池底11两侧，池壁12上方可以设置胸墙13，池壁12外箍有第二槽钢122，第二槽钢122通过设置在池壁12两侧的第二立柱124上的第二调节螺杆125根据膨胀情况进行调节；在池壁12上预留有多道池壁纵向膨胀缝123和池壁横向膨胀缝(图中未示出)，以杜绝池壁121开裂漏料，优选地，池壁纵向膨胀缝123设置三道，池壁横向膨胀缝设置两道。

如图1-1、图1-2-2、图1-3-1所示，胸墙13由镁铬砖砌成，置在池壁12之上，自池壁12内边向外挑，形成一胸墙外挑距离131，这种设置有效增大了窑炉内部宽度，提高了燃烧效率，加大了火焰覆盖面积，便于配合料熔化；在胸墙13上预留有多道胸墙纵向膨胀缝132和胸墙横向膨胀缝(图中未示出)。优选地，胸墙纵向膨胀缝132设置三道，胸墙横向膨胀缝设置两道。

如图1-4-1、图1-4-2、图1-4-3所示，窑炉大碹14是一个圆弧形结构，为1／6碹，设置在两端大碹护脚砖141的上方；大碹护脚砖141是凸台结构，设置在胸墙13顶端；大碹脚砖147(形状为楔形)是一块正好能够把窑炉大碹14与大碹护脚砖141之间的空间进行固定的部件，大碹脚砖147楔入窑炉大碹14与大碹护脚砖141之间的空间，大碹脚砖147外侧扣有第三槽钢1411，第三槽钢1411通过设置在第三立柱149上的第三调节螺杆1410支撑并调节，又被牛腿钢1412托牢在第三立柱149，第三调节螺杆1410的前端与大碹脚砖第三槽钢1411的外侧相接触(图中所示为未接触的状态，实际使用时通常在窑炉点火前先预留一定的膨胀距离，待窑炉升温后、大碹脚砖147与第三调节螺杆1410接触时再对第三调节螺杆1410进行调整以适应窑炉的热膨胀(这种调节方式适用于本发明中的其他调节螺杆))。

此外，大碹护脚砖141具有支座圆弧面142、支座平台面143、支座底面144三个主要面，其中支座圆弧面142位于胸墙13内侧，支座平台面143位于胸墙13外侧；支座圆弧面142高出支座平台面143一定距离，高出部分的侧面形成支座凸台立面146；支座圆弧面142与窑炉大碹14两端的下底面相贴合，大碹脚砖147的底面承载在支座平台面143上；其中，支座圆弧面142与窑炉大碹14的下底面弧度相同，且与两端的下底面相贴合，由于此支座圆弧面142与窑炉大碹14的底面圆弧正好重合在一起，可以确保热烟气不能流出。

同时，大碹脚砖147楔入窑炉大碹14与大碹护脚砖141之间的部分具有一楔形块末端148，该楔形块末端148的高度与所接触的支座凸台立面146的高度相同，即当大碹脚砖147楔入窑炉大碹14与大碹护脚砖141之间的空间时可以完全吻合，进一步确保热烟气不能流出；从结构稳定性的角度考虑，楔形块末端148通常位于支座底面144的支座底面中线145的内侧，即更靠近炉壁内侧。大碹脚砖147形状为楔形，角度为53°，受大碹护脚砖141保护，不接触火焰；大碹护脚砖141形状特异，可以完整地保护大碹脚砖147。

如图1-A、图1-B所示，在正面侧墙18中间设置有一个出料口16，出料口16两边各均匀设置N个加料口15，背面侧墙19均匀设置有2N+1个加料口15，N为小于8的正整数。N为正整数，考虑到火焰温度与强度，加料口15的数量不宜太多，N通常取小于8的正整数(这里正面、侧面只是为了便于说明进行的区分，实际实施时只考虑加料口与出料口的均匀布置即可，以便料粉可以在熔化池内分布均匀)。

通常情况下，辐射孔17的位置设置在正面侧墙18或背面侧墙19的中部或两侧，且正面侧墙18或背面侧墙19上的辐射孔17的数量相等或者相差一个(考虑到出料口的尺寸一般大于进料口的尺寸，通常情况下在出料口附近的侧墙中部不设置辐射孔，且同一位置只在一面侧墙上设置辐射孔，所以通常是在出料口对侧的侧墙上设置辐射孔)。

优选地，在正面侧墙18中间设置有一个出料口16，出料口16两边各均匀设置3个加料口15，背面侧墙19均匀设置有7个加料口15，共计13个加料口15，在正面侧墙18的一端设置一个辐射孔17，在背面侧墙19的中部和与正面侧墙18设置辐射孔17的一端相对的另一端分别设置一个辐射孔17，共计3个辐射孔17。

如图1-5-1、图1-5-2、图1-5-3所示，本发明的加料口15呈长方形，且具有一下料斜坡151，该下料斜坡151具有一下料斜坡夹角a152，下料斜坡夹角a152的范围是20°～25°角，下料斜坡夹角a152大小优选为21°，这样便于料的下滑流动，缩短了下料时间，同时，避免了料的阻塞。

如图1-6-1所示，在本发明的出料口16上方横跨有出料口碹161，类似于窑炉大碹14，这样的结构设置便于对出料口16的内部结构进行维护，又不必拆掉出料口碹161，可以减少投入，降低维护成本。

如图2-1、图2-1-1、图2-6所示，本发明的蓄热室结构为长方体形，该蓄热室结构主要包括顶部的蓄热室碹结构，中部的格子砖结构，底部承受格子砖的条碹结构，以及设置在前后墙上的蓄热室观察孔221、蓄热室清灰孔222和检查门251。

蓄热室碹结构包括设置在蓄热室碹211两端的蓄热室碹脚砖212和设置在蓄热室碹211上部的蓄热室碹顶保温层213，以减少碹顶散热；在蓄热室碹脚砖212外部设置有通过第四调节螺杆215调节的蓄热室碹脚钢214；蓄热室碹211为1／7.5碹，蓄热室碹脚砖212是60°。

如图2-2所示，多个便于观察小炉情况的蓄热室观察孔221和便于清除格子体堵灰的蓄热室清灰孔222设置在蓄热室的后墙上。蓄热室墙体结构由内至外依次是蓄热室镁铬砖层223、蓄热室保温砖层224和蓄热室硅钙板层225，形成复合保温的墙体结构有利于减少散热，同时，在蓄热室镁铬砖层223部分留有膨胀缝(图中未示出)。

如图2-3-1、图2-3-2、图2-3-3所示，蓄热室中部的格子砖结构包括由八角筒形格子砖235或正六边形格子砖238构成的多层砖体结构，由上至下分别是镁铬-12格子砖层231、镁-92格子砖层232、高铝格子砖层233、粘土格子砖层234。

如图2-5、图2-5-1所示，蓄热室底部承受格子砖的条碹结构中的条碹241是半圆碹。

如图2-6所示，多个便于格子体摆砌或更换的检查门251设置在蓄热室的前墙上。在顶部的蓄热室碹结构两侧设置有两道便于点火膨胀的蓄热室膨胀缝252，在第四立柱253的高度方向上设两道由第四调节螺杆215调节的便于蓄热室形成一整体的第四槽钢254。另外，蓄热室内的平碹255与燃烧结构3中的斜碹34相连接。

如图2-3-1、图2-4-1、图2-4-3、图2-4-4、图2-4-5所示，所述的八角筒形格子砖235间隔布置，形成四方连续的砖体结构，每块八角筒形格子砖235的外形由正反两面各四条等长的长边及四条等长的斜角边间隔围成对称的八角外形(为了增加砖体结构的稳定性，本发明中八角筒形格子砖235的长边长度通常大于斜角边长度，看起来整个砖体就像是在正方形砖体上去掉四个角从而构成八角形的砖体结构)，每块八角筒形格子砖235通过斜角边构成的面分别与四块八角筒形格子砖235紧密连接；每块八角筒形格子砖235中间具有一空腔，该空腔可以是八角筒形空腔236、正方形空腔、带倒角的正方形空腔或圆形空腔中的一种，(优选为八角筒形空腔236，2-4-1中所示为八角筒形空腔236，该空腔形状通常为与外形等间距设置，但是也可根据实际需要进行重新设计)；每块八角筒形格子砖235的正反两面各在垂直于4条长边的位置居中设置两条等间距的凹槽237，共计16条凹槽237；凹槽237的截面形状为半圆形或半个正方形，这样在砌成的砖结构中就会呈现圆筒形空腔或正方形空腔(图2-4-4中给出了形成圆筒形空腔的示意，正方形空腔的形成与其类似，此处不再附图)。

如图2-3-3、图2-4-2所述，与八角筒形格子砖235的结构及布置方式类似，正六边形格子砖238也是间隔布置，形成四方连续的蜂窝状砖体结构，每块正六边形格子砖238通过六个侧面分别与六块正六边形格子砖238紧密连接；每块正六边形格子砖238中间具有一空腔，该空腔可以是正六边形空腔239、正方形空腔、带倒角的正六边形空腔、带倒角的正方形空腔或圆形空腔中的一种，(优选为正六边形空腔239，图2-4-2中所示为正六边形的空腔，该空腔形状通常为与外形等间距设置，但是也可根据实际需要进行重新设计)；每块正六边形格子砖238的正反两面垂直于六条外边的位置居中设置两条等间距的凹槽237，共计24条凹槽237；凹槽237的截面形状为半圆形或半个正方形。

如图2-4-6，在八角筒形格子砖235(正六边形格子砖238侧面开通孔的情况类似，此处不再赘述)的侧面上也可以居中等间距纵向设置有两个通孔，并且这些孔的形状为正方形或圆形(图2-4-6中所示为圆形孔的情况)，因此在使用时也能形成圆筒形空腔或正方形空腔，但是这种设置通孔的方式虽然有其一定的优越性，相比之下较之设置凹槽的方式在生产过程中会增加压砖的工艺，实际生产时一般不予采用。

通过八角筒形格子砖235或正六边形格子砖238的使用，使得蓄热室具有足够的蓄热能力和很好的流通截面积。

如图3-1所示，燃烧结构3内部整体形状呈三角形，外部整体形状呈直角梯形(含外部支撑结构时)，该燃烧结构3包括有喷火口碹31、喷火口32、喷嘴33、斜碹34、底板35；喷火口碹31与斜碹34连接，(斜碹34与蓄热室内的平碹255相连接)，底板35设置在斜碹34下方，底板35与斜碹34之间的空腔构成助燃风喷口30，喷火口32设置在底板35靠近喷火口碹31的一端，喷火口32上设置有多个喷嘴33，且至少其中之一为氧气助燃喷嘴，喷射燃料可以是天然气，也可以是重油、柴油、煤气发生气等燃料；该燃烧结构3的侧墙上设置有1个或多个燃烧结构检查口36。

其中，斜碹34具有一斜碹下倾角b341，底板35具有一底板下倾角c351，斜碹下倾角b341的范围是20°～30°，优选为25°，底板下倾角c351的范围是10°～15°，优选为11°。

如图3-1、图3-1-1、图3-1-2、图3-1-3所示，喷嘴33距离喷火口碹31的横向距离为0.5m～2m，优选为1m，此距离有利于天然气与二次空气充分混合，同时析出碳粒，增大火焰辐射强度；喷嘴33设计成喇叭型，以利火焰扩展，喷嘴33的数量优选为3个，且均为氧气助燃喷嘴，以增大火焰覆盖面积；此外，喷嘴33处采用钢结构，结构严谨，便于喷嘴砖更换。

此外，在该燃烧结构3的侧墙上设置有1个或多个燃烧结构检查口36，燃烧结构检查口36的数量优选为2个(如图3-1所示)，以便于清灰；在该燃烧结构3的斜碹34与蓄热室2连接的位置预留有燃烧结构膨胀缝37。

如图3-2、图3-2-1所示，在喷火口碹31的两端设置有喷火口碹脚砖38，在喷火口碹脚砖38、斜碹34的碹脚砖(图中未示出)外部设置均有碹脚钢39，碹脚钢39通过设置在燃烧结构3两侧墙外的第五立柱310上的第五调节螺杆311进行调节。喷火口碹脚砖38的角度为60°，第五立柱310优选为三根。

如图4-4所示，本发明的烟道结构4中的烟道(总称)主要由总烟道422和两个蓄热室烟道423构成，还包括有闸板交换器420、烟道清灰孔431、布袋除尘器432、余热锅炉441、烟囱(图中未示出)，每个蓄热室烟道423一端连接蓄热室2，另一端连接至总烟道422；闸板交换器420安装在各蓄热室烟道423之间；烟道41上设置有多个烟道清灰孔431；在总烟道422上还依次设置有布袋除尘器432、余热锅炉441，烟道422最后连接烟囱。

图4-2、图4-3、图4-4所示，具体来说，本发明的窑炉烟道结构将两个对称设置的蓄热室2中的蓄热室烟道423汇总至总烟道422，并通过安装在各蓄热室烟道423之间合适位置的闸板交换器420进行控制(闸板交换器420安装在烟道41的合适位置，闸板交换器420自动控制二次空气及废气在一定时间里交替进出蓄热室)，其中闸板交换器420的两个闸板421由铸铁铸成，耐高温，不易损坏；闸板交换器420上还装有带调频装置的二次风鼓风机，可以自动调频，控制合适的二次空气量进行燃烧，节约能源。

此外，该烟道结构中还包括有多个烟道清灰孔431，以保证烟道畅通；总烟道422内的烟气首先经过布袋除尘器432进行除尘，然后进入余热锅炉441回收热量(通常情况下设置一台余热锅炉即可)，利用余热产生的蒸汽用于北方取暖和职工洗浴等；最后，烟气通过烟囱进行高空排放，有利于环境净化，此时，可以在烟囱前安装一台自动调频引风机，以调节池窑内的窑压及废气排放速度。

如图4-1所示，烟道41的烟道墙内层是粘土砖411层，并抹有耐火泥，外层是红砖412层，这样既保证了墙体气密性，又能实现保温。

如图4-4所示，在所述烟道结构外可以还设置多个支撑重量的第六立柱433(根据烟道的实际情况，如走向等进行设计，此处不再赘述)。

具体实施时，对于本发明的采用蓄热燃烧技术的横火焰单元窑结构，采用：窑炉大碹14为1／6碹，大碹脚砖147角度为53°；蓄热室碹211为1／7.5碹，蓄热室碹脚砖212是60°；喷火口碹31为1／7.5碹；第一槽钢115为200#槽钢、第二槽钢122为200#槽钢、第三槽钢1411是28#槽钢、蓄热室碹脚钢214是28#槽钢；为了保证窑炉大碹14、大碹脚砖147及大碹护脚砖141受热膨胀的一致性，窑炉大碹14、大碹脚砖147、大碹护脚砖141采用同样类型的耐火材料制成；第一立柱113、第二立柱124、第三立柱149、第四立柱253、第五立柱310、第六立柱433均是可拆卸钢架结构；八角筒形低阻格子砖235、正六边形格子砖238选用适合蓄热室工艺要求的镁砖、镁锆砖等材质的优质耐火材料。

特别地，对于30平米燃天然气横火焰冶金辅料窑池的实施方式，具体设计尺寸可参考为：熔化部结构1中池底11总厚度为680mm，池底镁铬砖层112厚340mm；池壁12高度为600mm；胸墙外挑距离131为135mm；辐射孔17的尺寸为Φ80mm；池壁纵向膨胀缝123、池壁横向膨胀缝、胸墙纵向膨胀缝132、胸墙横向膨胀缝的缝宽均为25mm；池底镁铬砖、池壁镁铬砖、胸墙镁铬砖均为尺寸是300×150×100mm的镁铬砖，池底11、池壁12、胸墙13在砌筑过程中应减小砖缝，杜绝漏料。

加料口15所呈的长方形大小为230×200mm，使用时由与其大小吻合的加料机出口配合使用进行密封加料(人工与机械相配合的方式)，避免了加料过程中的粉尘污染，加料口15由尺寸为230×150×100mm的镁铬砖砌成；出料口16的外形为正方形，正方形外形尺寸为300×300mm，出料口由尺寸为300×150×100mm和460×150×100mm的镁铬砖砌成；出料口碹161的跨度为800mm；

窑炉大碹14为1／6碹的跨度为3600mm，碹高600mm；

蓄热室跨度2940mm，蓄热室碹211为1／7.5碹，高392mm，蓄热室碹211至平碹255进火口内1570mm，保证蓄热室碹顶不受烧损；蓄热室碹顶保温层213厚度为120mm；后墙上设置两个405×350mm的蓄热室观察孔221和四个405×350mm的蓄热室清灰孔222；蓄热室墙体结构厚700mm，由内至外依次是蓄热室镁铬砖层223为350mm、蓄热室保温砖层224为230mm和蓄热室硅钙板层225为120mm；中部由八角筒形格子砖235构成的多层砖体结构，由上至下分别是镁铬-12格子砖层231为10层、镁-92格子砖层232为10层、高铝格子砖层233为15层、粘土格子砖层234为23层；蓄热室碹结构两侧设置的两道蓄热室膨胀缝252为25mm；

喷火口碹31为1／7.5碹，跨度为2400mm，碹高320mm；斜碹34下倾角25°，底板35下倾角11°，增大了二次空气动量，与天然气更好地混合；助燃风喷口30宽度2400mm，高290mm使用时其火焰速度为6m／s，有利于与天然气混合；喷火口32的火焰速度为6.5m／s，有利于天然气燃烧进入对面喷口时火焰不易烧坏喷嘴(燃烧结构3在熔化部结构1两侧对称设置，故其喷火口32方向相对)；燃烧结构检查口36的尺寸为350×200mm，数量为两个；

烟道41的断面设计成高1200mm，宽1000mm，粘土砖411层设置为230mm，外砌红砖412层为240mm；实际使用时，烟气流速控制在3m/s以下，以便于烟气排放；烟气进余热锅炉441时的温度一般在350℃左右，出余热锅炉411时的温度一般为180℃左右；最后，废气进入50米高的烟囱高空排放，有利于环境净化。

另外，本发明所采用的耐火格子砖在生产时，通过成型设备将耐火材料压制成型，然后通过高温将耐火材料烧结，最后制成符合要求的八角筒形(或正六边形)格子砖体，在砌蓄热室格子砖体时，通过格子砖外八角的一个斜角将两块格子砖连接在一起，格子砖成间隔布置，每两块格子砖间隔大小相等，这样先把格子砖砌成一层，然后按照这一层的结构，进行一层一层的堆砌，施工方便，不会造成错差，直至符合实际的高度要求，这样从下往上，格子砖就形成了对称筒形结构，烟气能够从格子砖内部八角形筒形空间和格子砖间隔外部正方形筒形空间或圆筒形空间流通，使烟气中的余热能够得到充分吸收的同时，降低了烟气的流通阻力。由于采用了对称八角形的砖体结构和对称的堆砌工艺，使烟气在经过蓄热体格子砖时，格子砖内外的受热程度相同，同时烟气在筒体结构每层之间均匀流动，既减小了烟气的运动阻力，又保证了筒体格子砖每层之间受热均匀，从而保证了格子砖的受热膨胀程度的一致性，这样砌的格子体结构稳定、牢固，适合高大格子体。八角筒形格子砖的厚度与尺寸长度可以根据不同的要求采用不同的尺寸，以适合多种不同的蓄热工况要求。

需要注意的是，尽管本发明己参照具体实施方式进行描述和举例说明，并且给出了采用蓄热燃烧技术的横火焰单元窑的具体结构。但是并不意味着本发明限于这些描述的实施方式，本领域技术人员可以从中衍生出许多不同的变体，它们都将覆盖于本发明权利要求的真实精神和范围中。

Claims (16)

1.一种采用蓄热燃烧技术的横火焰单元窑结构，该单元窑主要包括熔化部结构(1)(即窑炉的窑池结构，实际生产时将原料至于其中)、蓄热室(2)、燃烧结构(3)、烟道结构(4)，其特征在于：在熔化部结构(1)两侧独立对称布置多个蓄热室(2)，熔化部结构(1)与蓄热室(2)之间通过燃烧结构(3)连接，烟道结构(4)分别与蓄热室(2)连接；其中， 

熔化部结构(1)由底部的池底(11)、池底(11)两侧的正面侧墙(18)、背面侧墙(19)、横跨在侧墙两端的窑炉大碹(14)构成窑池，其中的两侧的侧墙又包括下方的池壁(12)，和池壁(12)之上的胸墙(13)；在两侧的侧墙上还设置有多个加料口(15)、出料口(16)、辐射孔(17)； 

蓄热室(2)结构为长方体形，该蓄热室结构主要包括顶部的蓄热室碹结构，中部的格子砖结构，底部承受格子砖的条碹结构，外围的墙体结构以及设置在前后墙上的蓄热室观察孔(221)、蓄热室清灰孔(222)和检查门(251)； 

燃烧结构(3)内部整体形状呈三角形，外部整体形状呈直角梯形，该燃烧结构(3)包括有喷火口碹(31)、喷火口(32)、喷嘴(33)、斜碹(34)、底板(35)；喷火口碹(31)与斜碹(34)连接，底板(35)设置在斜碹(34)下方，底板(35)与斜碹(34)之间的空腔构成助燃风喷口(30)，在助燃风喷口(30)下面布置有喷火口(32)，喷火口(32)设置在底板(35)靠近喷火口碹(31)的一端，喷火口(32)火焰采用横火焰布置；喷火口(32)上设置有多个喷嘴(33)，且至少其中之一为氧气助燃喷嘴；斜碹(34)具有一斜碹下倾角b(341)，底板(35)具有一底板下倾角c(351)；在该燃烧结构(3)的侧墙上还设置有1个或多个燃烧结构检查口(36)； 

烟道结构(4)中的烟道(41)主要由总烟道(422)和两个蓄热室烟道(423)构成，还包括有闸板交换器(420)、烟道清灰孔(431)、布袋除尘器(432)、余热锅炉(441)、烟囱；每个蓄热室烟道(423)一端连接蓄热室(2)，另一端连接至总烟道(422)；闸板交换器(420)安装在各蓄热室烟道(423)之间；烟道(41)上设置有多个烟道清灰孔(431)；在总烟道(422)上还依次设置有布袋除尘器(432)、余热锅炉(441)，烟道(422)最后连接烟囱。 

2.根据权利要求1所述的一种采用蓄热燃烧技术的横火焰单元窑结构，其特征在于：所述熔化部结构(1)中池底(11)包括板砖层(111)、池底镁铬砖层(112)，板砖层(111)位于池底(11)的底层，池底镁铬砖层(112)位于池底(11)的上层，在池底镁铬砖层(112)与板砖层(111)外均箍有第一槽钢(115)，第一槽钢(115)通过设置在池底(11)两侧的第一立柱(113)上的第一调节螺杆(114)进行调节；在池底(11)预留有膨胀缝，该膨胀缝设置在池壁(12)下方与池底(11)相接的位置； 

池壁(12)由池壁镁铬砖(121)砌成，池壁(12)设置在池底(11)两侧，池壁(12)上方可以设置胸墙(13)，池壁(12)外箍有第二槽钢(122)，第二槽钢(122)通过设置在池壁(12)两侧的第二立柱(124)上的第二调节螺杆(125)进行调节；在池壁(12)上预留有多道池壁纵向膨胀缝(123)和池壁横向膨胀缝； 

胸墙(13)由镁铬砖砌成，置在池壁(12)之上，自池壁(12)内边向外挑，形成一胸墙外挑距离(131)；在胸墙(13)上预留有多道胸墙纵向膨胀缝(132)和胸墙横向膨胀缝； 

窑炉大碹(14)是一个圆弧形结构，设置在两端大碹护脚砖(141)的上方；大碹护脚砖(141)是凸台结构，设置在胸墙(13)顶端；大碹脚砖(147)楔入窑炉大碹(14)与大碹护脚砖(141)之间的空间，大碹脚砖(147)外侧扣有第三槽钢(1411)，第三槽钢(1411)通过设置在第三立柱(149)上的第三调节螺杆(1410)支撑并调节，又被牛腿钢(1412)托牢在第三立柱(149)上，第三调节螺杆(1410)的前端与大碹脚砖第三槽钢(1411)的外侧相接触； 

加料口(15)呈长方形，该加料口(15)包括有下料斜坡(151)，下料斜坡(151)具有一下料斜坡夹角a(152)，其范围是20°～25°角； 

出料口(16)上方横跨有出料口碹(161)。 

3.根据权利要求2所述的一种采用蓄热燃烧技术的横火焰单元窑结构，其特征在于：大碹护脚砖(141)具有支座圆弧面(142)、支座平台面(143)、支座底面(144)，其中支座圆弧面(142)位于胸墙(13)内侧，支座平台面(143)位于胸墙(13)外侧；支座圆弧面(142)高出支座平台面(143)一定距离，高出部分的侧面形成支座凸台立面(146)；支座圆弧面(142)与窑炉大碹(14)两端的下底面相贴合，大碹脚砖(147)的底面承载在支座平台面(143)上；其中，支座圆弧面(142)与窑炉大碹(14)的下底面弧度相同。 

4.根据权利要求3所述的一种采用蓄热燃烧技术的横火焰单元窑结构，其特征在于：大碹脚砖(147)形状为楔形，楔入窑炉大碹(14)与大碹护脚砖(141)之间的部分具有一楔形块末端(148)，该楔形块末端(148)的高度与所接触的支座凸台立面(146)的高度相同；楔形块末端(148)的位置位于支座底面(144)的支座底面中线(145)的内侧。 

5.根据权利要求4所述的一种采用蓄热燃烧技术的横火焰单元窑结构，其特征在于：熔化部结构(1)中多个加料口(15)、出料口(16)、辐射孔(17)的布置方式为：在正面侧墙(18)中间设置有一个出料口(16)，出料口(16)两边各均匀设置N个加料口(15)，背面侧墙(19)均匀设置有2N+1个加料口(15)，N为小于8的正整数；辐射孔(17)的位置设置在正面侧墙(18)或背面侧墙(19)的中部或两侧。 

6.根据权利要求5所述的一种采用蓄热燃烧技术的横火焰单元窑结构，其特征在于：在正面侧墙(18)中间设置有一个出料口(16)，出料口(16)两边各均匀设置3个加料口(15)，背面侧墙(19)均匀设置有7个加料口(15)，共计13个加料口(15)，在正面侧墙(18)的一端设置一个辐射孔(17)，在背面侧墙(19)的中部和与正面侧墙(18)设置辐射孔(17)的一端相对的另一端分别设置一个辐射孔(17)，共计3个辐射孔(17)；下料斜坡夹角a(152)为21°；池壁纵向膨胀缝(123)设置三道，池壁横向膨胀缝设置两道；胸墙纵向膨胀缝(132)设置三道，胸墙横向膨胀缝设置两道。 

7.根据权利要求1至6中任一所述的一种采用蓄热燃烧技术的横火焰单元窑结构，其特征在于：所述蓄热室碹结构包括设置在蓄热室碹(211)两端的蓄热室碹脚砖(212)和设置在蓄热室碹(211)上部的蓄热室碹顶保温层(213)，在蓄热室碹脚砖(212)外部设置有通过第四调节螺杆(215)调节的蓄热室碹脚钢(214)； 

所述中部的格子砖结构包括由八角筒形格子砖(235)或正六边形格子砖(238)构成的多层砖体结构，由上至下分别是镁铬-12格子砖层(231)、镁-92格子砖层(232)、高铝格子砖层(233)、粘土格子砖层(234)； 

底部承受格子砖的条碹结构中的条碹(241)是半圆碹； 

多个检查门(251)设置在蓄热室的前墙上，多个蓄热室观察孔(221)和蓄热室清灰孔(222)设置在蓄热室的后墙上； 

在顶部的蓄热室碹结构两侧设置有两道蓄热室膨胀缝(252)，在第四立柱(253)的高度方向上设两道由第四调节螺杆(215)调节的第四槽钢(254)。 

8.根据权利要求7所述的一种采用蓄热燃烧技术的横火焰单元窑结构，其特征在于：蓄热室墙体结构由内至外依次是蓄热室镁铬砖层(223)、蓄热室保温砖层(224)和蓄热室硅钙板层(225)，且在蓄热室镁铬砖层(223)部分留有膨胀缝。 

9.根据权利要求8所述的一种采用蓄热燃烧技术的横火焰单元窑结构，其特征在于：所述的八角筒形格子砖(235)间隔布置，形成四方连续的砖体结构，每块八角筒形格子砖(235)的外形由正反两面各四条等长的长边及四条等长的斜角边间隔围成对称的八角外形，每块八角筒形格子砖(235)通过斜角边构成的面分别与四块八角筒形格子砖(235)紧密连接； 

每块八角筒形格子砖(235)中间具有一八角筒形空腔(236)；每块八角筒形格子砖(235)的正反两面各在垂直于4条长边的位置居中设置两条等间距的凹槽(237)，共计16条凹槽(237)；凹槽(237)的截面形状为半圆形或半个正方形； 

所述的正六边形格子砖(238)间隔布置，形成四方连续的蜂窝状砖体结构，每块正六边形格子砖(238)通过六个侧面分别与六块正六边形格子砖(238)紧密连接；每块正六边形格子砖(238)中间具有一正六边形空腔(239)；每块正六边形格子砖(238)的正反两面垂直于六条外边的位置居中设置两条等间距的凹槽(237)共计24条凹槽(237)；凹槽(237)的截面形状为半圆形或半个正方形。 

10.根据权利要求1所述的一种采用蓄热燃烧技术的横火焰单元窑结构，其特征在于：斜碹下倾角b(341)的范围是20°～30°，底板下倾角c(351)的范围是10°～15°。 

11.根据权利要求10所述的一种采用蓄热燃烧技术的横火焰单元窑结构，其特征在于：斜碹下倾角b(341)的大小选为25°，底板下倾角c(351)的大小选为11°。 

12.根据权利要求1、10或11所述的一种采用蓄热燃烧技术的横火焰单元窑结构，其特征在于：喷嘴(33)距离喷火口碹(31)的横向距离为0.5m～2m，在该燃烧结构(3)的斜碹(34)与蓄热室(2)连接的位置预留有燃烧结构膨胀缝(37)。 

13.根据权利要求12所述的一种采用蓄热燃烧技术的横火焰单元窑结构，其特征在于：喷嘴(33)距离喷火口碹(31)的横向距离为1m，喷嘴(33)的数量为3个，且均为氧气助燃喷嘴，喷嘴(33)设计成喇叭型； 在该燃烧结构(3)的侧墙上设置有2个燃烧结构检查口(36)。 

14.根据权利要求13所述的一种采用蓄热燃烧技术的横火焰单元窑结构，其特征在于：在喷火口碹(31)的两端设置有喷火口碹脚砖(38)，在喷火口碹脚砖(38)、斜碹(34)的碹脚砖外部均设置有第五槽钢(39)，第五槽钢(39)通过设置在燃烧结构(3)两侧墙外的第五立柱(310)上的第五调节螺杆(311)进行调节；喷火口碹脚砖(38)的角度为60°，第五立柱(310)为三根。 

15.根据权利要求14所述的一种采用蓄热燃烧技术的横火焰单元窑结构，其特征在于：所述烟道(41)的烟道墙内层是粘土砖(411)层，并抹有耐火泥，外层砌有红砖(412)层；所述闸板交换器(420)具有两个闸板(421)，闸板(421)由铸铁制成；闸板交换器(420)上设置有二次风鼓风机，该鼓风机上装有调频装置；在烟囱前装有自动调频引风机；在所述烟道结构外可以还设置多个支撑重量的第六立柱(433)。 

16.根据权利要求15所述的一种采用蓄热燃烧技术的横火焰单元窑结构，其特征在于：熔化部结构(1)中池底(11)总厚度为680mm，池底镁铬砖层(112)厚340mm；池壁(12)高度为600mm；胸墙外挑距离(131)为135mm；辐射孔(17)的尺寸为Φ80mm；池壁纵向膨胀缝(123)、池壁横向膨胀缝、胸墙纵向膨胀缝(132)、胸墙横向膨胀缝的缝宽均为25mm；池底镁铬砖、池壁镁铬砖、胸墙镁铬砖均为尺寸是300×150×100mm的镁铬砖； 

加料口(15)所呈的长方形大小为230×200mm，加料口(15)由尺寸为230×150×100mm的镁铬砖砌成；出料口(16)的外形为正方形，正方形外形尺寸为300×300mm，出料口由尺寸为300×150×100mm和460×150×100mm的镁铬砖砌成；出料口碹(161)的跨度为800mm； 

窑炉大碹(14)的跨度为3600mm，碹高600mm； 

蓄热室跨度2940mm，蓄热室碹(211)高392mm，蓄热室碹(211)至平碹(255)进火口内1570mm，蓄热室碹顶保温层(213)厚度为120mm；后墙上设置两个405×350mm的蓄热室观察孔(221)和四个405×350mm的蓄热室清灰孔(222)；蓄热室墙体结构厚700mm，由内至外依次是蓄热室镁铬砖层(223)350mm、蓄热室保温砖层(224)230mm和蓄热室硅钙板层(225)120mm；中部由八角筒形格子砖(235)构成的多层砖体结构，由上至下分别是镁铬-12格子砖层(231)10层、镁-92格子砖层(232)10层、高铝格子砖层(233)15层、粘土格子砖层(234)23层；蓄热室碹结构两侧设置的两道蓄热室膨胀缝(252)宽为25mm； 

喷火口碹(31)跨度为2400mm，碹高320mm；助燃风喷口(30)宽度2400mm，高290mm；燃烧结构检查口(36)的尺寸为350×200mm； 

烟道(41)的断面设计成高1200mm，宽1000mm，粘土砖(411)层设置为230mm，外砌红砖(412)层为240mm；烟囱高度为50m。 

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